Теплообмен при непосредственном контакте теплоносителей

Этот случай в промышленной технологии встречается реже,
чем теплопередача через разделяющую стенку. Однако, в ряде случаев (охлаждение воды воздухом, в аппаратах с зернистым слоем и др.) такой вид теплообмена значительно проще организовать.

При этом различают теплопередачу при непосредственном контакте в системах газ – жидкость, газ (жидкость) – твердое тело.

I. Система газ – жидкость.

Теплообмен сопровождается процессами переноса массы из одной фазы в другую.

Если жидкость охлаждается, то происходит испарение части жидкости и распространение ее в газовом потоке.

Испарение – переход вещества из жидкого состояния в газообразное, при температуре меньшей, чем температура кипения жидкости при заданном давлении.

МЕХАНИЗМ

В непосредственной близости к поверхности жидкости газовая фаза насыщена паром с парциальным давлением p_п меньшим давления насыщенного пара p_нп, поэтому возникает поток вещества из жидкости
в газовую фазу. В процессе испарения жидкость охлаждается, потому что источником энергии является сама жидкость.

Потоки теплоты из жидкой фазы в газовую вследствие испарения и передаваемой газу от жидкости за счет конвекции равны (адиабатическое испарение)

.                                         (69)

Здесь a – коэффициент теплоотдачи; T_г– температура газа; T_м.т – температура мокрого термометра (низшая температура жидкости, испаряющейся
и движущейся над ней парогазовой смеси).

Основное сопротивление в системе газ – жидкость сосредоточено
в газовой фазе.